《極化增強的AlGaN日盲雪崩光電探測器研究》是依託南京大學，由陳敦軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：極化增強的AlGaN日盲雪崩光電探測器研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳敦軍
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
日盲紫外探測技術無論是在軍事還是民用領域都有著極其重要的套用。本申請項目將重點針對目前發展AlGaN日盲紫外探測器存在的關鍵問題，挖掘材料的固有稟性，提出極化增強的雪崩光電探測器構想，以期通過利用氮化物半導體異質結構強極化特性，設計和製備出具有極化增強效應的雪崩探測器結構，緩解器件對高晶體質量的高Al組份AlGaN材料製備和p型摻雜兩大難題的依賴程度，並依此深入研究基於AlGaN模板上的AlGaN異質結構外延過程中應力的調控作用，應力-位錯-極化的物理關係模型，極化效應對異質界面能帶帶階的調製和對載流子碰撞離化率的影響，實現雪崩光電探測器中應力和極化的綜合調控，達到提高探測器雪崩增益和降低器件暗電流等目的。建立起器件性能與器件結構、材料、工藝等參數之間的關聯模型，形成一套基於極化和應力調控的具有高雪崩增益的AlGaN基日盲紫外雪崩探測器設計理論。
結題摘要
日盲紫外探測技術無論是在軍事還是民用領域都有著極其重要的套用。本項目主要開展了AlGaN日盲紫外雪崩探測器器件結構設計、極化與能帶工程的調控、材料缺陷對器件性能影響以及器件可靠性等關鍵基礎科學問題，揭示了缺陷輔助的非局域隧穿暗電流機制以及與刃位錯相關的器件預擊穿失效機制。首次將氮化物半導體的極化納入紫外探測器設計中，並結合異質結能帶工程，提出並製備了極化增強的AlGaN異質結日盲紫外雪崩光電探測器，其雪崩增益達到了370000，雪崩點暗電流可以控制在nA量級，國際上其他研究小組報導的增益結果集中在1000~10000，雪崩點暗電流一般在10-100nA，器件增益相比國際上其他研究小組高了一個量級。同時研製了一種具有抗反射塗層的SiN/SiO一維光子晶體結構濾波器，可有效抑制日盲波段帶外光電流回響噪聲，該結構在280nm-350nm波段範圍內反射率超過98%，同時在短於280nm波長範圍內反射低於5%。項目成果在國內外重要學術刊物上發表SCI論文23篇，授權國家發明專利2件，申請國家發明專利3件，受邀包括國際頂尖氮化物會議ICNS在內的國際/國內會議做邀請報告5次。“日盲紫外探測與套用技術”於2016年獲國家技術發明二等獎和第18屆中國國際工業博覽會創新金獎。所研製的本徵日盲型AlGaN雪崩光電探測器可套用於水質有機污染物痕量線上監測、火災預警監測、工業發動機燃燒過程控制監測、空間紫外線劑量監測以及國防套用。
